Гбо 4 поколения метан: ГБО 4 поколения. Отличие от ГБО других поколений

Расход газа на автомобиле с ГБО 4 поколения

Почти каждый автолюбитель, установивший на свое средство передвижения газовое оборудование, сталкивается с поиском решения проблемы под названием: «как уменьшить расход газа на автомобиле ГБО 4 поколения?»

Причин повышения аппетита двигателя может быть несколько. И не из-за каждой из них стоит бить тревогу и мчаться к газовщикам-установщикам. Некоторые можно выявить самостоятельно, с помощью приведенных ниже советов. Для их практической реализации понадобятся трезвый ум, здравый рассудок и обретенные знания.

Что влияет на расход газа

Сначала нужно внимательно ознакомиться с устройством газовой установки – изучить инструкцию, уяснить, на каком топливе она работает. Видов горючего может быть несколько:

• метан;
• пропан-бутан;
• смешанное (попеременно бензин и газ).

Важно. Сразу же нужно развеять распространенные заблуждения и иллюзии.

Читайте в этой статье о том, что лучше — метан или пропан.

По расходу газа на автомобиле с ГБО 4 поколения метан впереди всех. Ориентировочно 10 литров бензина сопоставимы с 8 м3 газа. Сходная ситуация наблюдается и для пропановой смеси: что бы не утверждали мастера-установщики (или во что бы хотелось верить самому хозяину), норма потребления голубого топлива будет выше на 10-20 % – это около 11-12 литров. Как-то изменить ситуацию может только настройка всей установки газоснабжения, и то не факт.

Еще одной причиной является неисправность системы впрыска (форсунки или инжекторы). В исключительных случаях, на старых моторах с фазированной подачей топливной смеси, газобаллонные агрегаты последних версий, при наличии вариатора зажигания, позволяют достичь расхода газа, равного потреблению бензина. Но это скорее исключение, чем правило. Следующий момент связан с подсознательной установкой водителя: газ дешевле, можно ездить сколько угодно, причем на максимальной скорости. Отсюда повышенное потребление. Через месяц-другой владелец привыкает к новым режимам, и все само собой приходит в норму: те самые 10-20 % превышения в сравнении с обычным топливом.

Подавляющее большинство причин скрывается не в неполадках топливной системы, а в «мелочах», на которые обычно не обращают внимания: свечи, высоковольтные кабели, датчики, катализаторы, дроссели и прочее. Начинать поиск проблемы нужно именно с них, а уже потом пытаться вывести двигатель на режим с помощью компьютерной диагностики. Или валить все на кривые руки мастеров-установщиков ГБО.

Внимание. Настройка по программе, какой бы совершенной она ни была, увы, не способна сотворить чудо и нормализовать затраты топлива, если основная причина скрывается в неполадках основного оборудования.

Нормы расхода на ГБО-4

Специалисты обычно называют показатель 10-20 % относительно потребления бензина (в литрах). Объяснение этому простое. Первыми клиентами газовщиков были таксисты, для которых машина – прежде всего, источник заработка. А поэтому на счету каждый литр, еще лучше, если его удалось сэкономить.

Автопарк преимущественно состоял из недорогих изделий корейского автопрома, малолитражках Daewoo моделей «Нексия» и «Ланос», на которых удавалось отрегулировать расход газа на ГБО 4 поколения до желаемых 10 %. При этом владельцы не предъявляли особых требований к динамическим показателям, скорости, их интересовали другие критерии работы мотора.

Далее. Каждый уважающий себя производитель газобаллонных агрегатов, в ответ на вопрос о нормированном расходе после перехода на газ, назовет показатель в 1,2 применительно к езде на обычном топливе. Настройка угла опережения зажигания (монтаж вариатора) позволит выиграть еще от 5 до 10 % – не более.

Важно. Многие водители неправильно определяют расход – отсюда и заблуждения по части его величины. Нельзя измерять потребление до окончательного опустошения баллона: сначала нужно залить газом полный бак, проехать ориентировочно 200-250 км, после чего опять заправиться. Желательно не менять заправки – это может повлиять на чистоту эксперимента. Соотношение проделанного пути в км к затратам в литрах и даст показатель расхода.

Зависит прожорливость четырехколесного скакуна и от состояния окружающей среды, это чистая физика: при низких температурах потребление газа всегда будет больше. В конечном итоге данный параметр укладывается в указанные 10-20 %. Это особенно нужно помнить тем, кто хочет сохранить ресурс двигателя и не ускорить проведение капремонта. Неправильная настройка, кроме всего прочего, повышает температуру отходящих продуктов горения почти в 2 раза – до 1400ºС, и все это из-за обеднения смеси.

Как снизить расход газа

Методы, помогающие снизить затраты на заправку автомобиля, в большинстве своем, просты и незатейливы. Это же является ответом на стандартный вопрос: большой расход газа ГБО 4 поколения – в чем причины.

Во-первых, легковой автомобиль, даже переведенный на газ – это все-таки малолитражка для перевозки пассажиров. Не нужно превращать автомобиль в грузовик для доставки мешков с картошкой, сахара или других тяжелых грузов: это неизбежно приведет к росту потребления горючего. Кроме этого, перегруженный автомобиль заставляет двигатель работать в экстремальных режимах, теряя в среднем до 12 % мощности. Даже компьютеризованные системы газоснабжения, к которым относятся агрегаты 4 поколения, не способны справиться с перерасходом в данной ситуации. Тем более, по оценкам специалистов, при увеличении нагрузки он растет буквально в геометрической прогрессии.

Во-вторых, любой механизм нуждается в обслуживании – и, разумеется, квалифицированном, на специальном оборудовании, а не в гаражном сервисе. Нужно взять себе за правило каждые полгода делать диагностику, проверять состояние баллона, датчиков, форсунок, магистралей и электроники. Например, совсем мизерный, но все-таки рост расхода на 1-2 л может возникнуть из-за увеличения нормированного зазора в мембранах. Не нужно забывать и о качестве топлива: это основной фактор, влияющий на повышенный аппетит мотора.

Вывод

Итак, когда основные аспекты большого расхода газа ГБО 4 поколения выяснены, остается следовать изложенным выше правилам и не экономить на обслуживании автомобиля. И последний совет, о котором обычно забывают владельцы: чем дороже система, тем она, по умолчанию, надежнее и долговечнее.

NGL, LPG или LNG — Определения и общепринятое использование

При всем уважении к Jackson Five, иногда A-B-C не так просто, как 1-2-3.

Речь идет о NGL, LPG или LNG — сокращениях для газов, которые могут сбить с толку даже опытного ветерана энергетического рынка. Давайте уточним наши определения этих важных терминов, связанных с газом, а затем познакомимся с типичными вариантами использования этого супа из углеводородного алфавита. Будет очень понятный рисунок, который вы также можете распечатать и поразмышлять на досуге.Мы тебя вернем!

Вот несколько умопомрачительных заявлений, чтобы подчеркнуть, насколько сбивают с толку эти термины:

Пропан и бутан — большие кауны на рынке сжиженного нефтяного газа. Они также классифицируются как газоконденсаты.

Тем не менее, не каждый газовый газ может иметь бирку с надписью: «Привет, меня зовут LPG». Неуклюжий.

Более того, вам нужно следить за автокоррекцией при вводе LNG, потому что LNG НЕ является NGL.

Определение ШФЛУ или жидкостей природного газа

Это группа углеводородов, включающая этан, пропан, нормальный бутан, изобутан и пентаны плюс, также известный как природный бензин.Они являются побочным продуктом переработки и переработки природного газа.

ШФЛУ удаляются из природного газа на заводах по переработке природного газа в виде комбинированного потока, часто называемого сырьем или сортом у. Этот объединенный поток затем фракционируется (разделяется) для получения продуктов этана, сжиженных нефтяных газов (пропана и бутана) и природного бензина. Хотя они получены из парообразного потока, сжиженные природные газы хранятся в жидком состоянии для хранения, транспортировки и потребления.

Жидкости природного газа чистоты, означающие, что не менее 90% жидкости содержит ОДИН тип первичной молекулы:

• этан
• Пропан
• Нормальный бутан
• Изобутан

Смешанные жидкости природного газа, означающие, что жидкость содержит как минимум два различных типа первичных молекул:

• Смесь этана и пропана (EP)
• Природный бензин

СНГ или сжиженный нефтяной газ Определено

Три из упомянутых выше сжиженных газов из чистого природного газа — пропан, нормальный бутан и изобутан — получают двойное признание, поскольку продаются как сжиженный нефтяной газ.

«Нефть» добавляется, потому что эти продукты также могут быть получены в процессе переработки сырой нефти. Остальное — это только что упомянутая смесь природного газа.

Эти газы могут продаваться по отдельности или в смеси. У них есть собственная глобальная дистрибьюторская сеть, и они используются во всем мире для внутренних и коммерческих целей. Сжиженный нефтяной газ также можно использовать в качестве автогаза в автомобилях, которые могут его сжигать.

Но важно помнить, что в эту категорию попадают только пропан, нормальный бутан и изобутан.Итак, не каждый газ является сжиженным нефтяным газом.

СПГ или сжиженный природный газ Определено

Последняя остановка — СПГ, который не является газом или сжиженным нефтяным газом.

Это метан!

LNG означает сжиженный природный газ или сжиженный природный газ, и, как следует из названия, это традиционный природный газ, охлажденный до точки сжижения. Интересный факт: сжиженный природный газ занимает примерно 1/600 места, чем такое же количество газообразного природного газа.

Метан — основной компонент природного газа. Это то, что остается после того, как большая часть сжиженного природного газа удаляется из потока природного газа.

Когда природный газ охлаждается до минус 161 по Цельсию (брр!), Он становится жидкостью и может быть продан как СПГ, топливо для внутреннего, международного, промышленного и транспортного использования.

Это изображение ниже проводит вас через то, что мы только что обсудили. Обратите внимание, что метан — это сухой или природный газ, но не ШФЛУ или СНГ. Он стоит особняком как СПГ.

Напомним, что газоконденсатные газы состоят из этана, пропана, нормального бутана, изобутана и природного бензина. Они создаются путем удаления из природного газа.

Примечание. Этан может оставаться в потоке природного газа до определенного количества.

Наконец, обратите внимание на три традиционных сжиженного нефтяного газа: пропан, нормальный бутан и изобутан. Они подпадают под более крупную категорию — газоконденсатные газы.

Загрузите инфографику, щелкнув здесь.

Общие области применения для NGL / LPG и LNG

Теперь, когда мы знаем, что они собой представляют, что они делают?

Используется для NGL / LPG

Пропан используется во всем мире в качестве топлива для отопления и приготовления пищи (разожгите решетку), а также в качестве моторного и промышленного топлива.Но он также используется в качестве нефтехимического сырья и является основным строительным блоком для многих пластмасс, которые мы используем каждый день (например, полиэтиленовых пакетов и кувшинов для молока).

Нормальный бутан используется для добавления в автомобильный бензин в определенное время года. Это также сырье для нефтехимии этилена и бутадиена, которое используется для производства полимеров, таких как синтетические каучуки.

Нормальный бутан также используется для производства третьего сжиженного нефтяного газа, изобутана, посредством процесса, называемого изомеризацией.Изобутан также можно фракционировать из газового потока, и он также является побочным продуктом процесса переработки сырой нефти.

Изобутан используется для получения алкилата, бустера октанового числа в бензине. Это ключ к смесям премиум-класса. Он также используется в качестве газа для холодильных систем и в качестве пропеллента аэрозолей.

Использование остальных газопроводов

Этан в основном используется в качестве сырья для производства этилена. Опять же, это ключ к производству пластмасс.

E / P Mix представляет собой смесь этана и пропана. Типичная смесь — 80% этана и 20% пропана. Но некоторым химическим компаниям требуются специальные смеси. Вы говорите, химические компании? Да, это потому, что, как и этан, E / P Mix в основном используется для производства этилена.

Природный бензин также является сырьем для нефтехимии, но его другие применения немного более разнообразны.

Лет назад этот материал заливался непосредственно в бензобаки автомобилей, отсюда и природный «бензин».«Сегодня это не так, но природный бензин действительно используется для смешивания с автомобильным бензином.

Природный бензин также используется в качестве разбавителя или «разбавителя», чтобы позволить нефтеносным пескам (содержащим битум, используемым для производства бензина и других нефтепродуктов) проходить через трубопроводы для производства.

Мы оставили самое лучшее напоследок! Производители этанола часто используют природный бензин в качестве «денатурирующего агента», чтобы сделать топливный этанол (который, в конце концов, является спиртом) непригодным для питья.Это чертовски крутой миксер для коктейлей!

И…. Использование для СПГ

Наконец, после нагрева СПГ превращается в природный газ для отопления, приготовления пищи, производства электроэнергии и промышленного использования. Более того, в жидком виде СПГ находит применение в качестве альтернативы транспортному топливу.

Итак, у вас есть … Краткий и грязный обзор того, что означают NGL, LPG и LNG и что они делают.

Готовы к большему? Ознакомьтесь с нашим виртуальным обучением под руководством инструктора, чтобы продвинуться дальше на этом динамичном рынке.Основы глобального рынка сжиженного нефтяного газа и сжиженного нефтяного газа — это 4-дневный онлайн-курс, проводимый экспертами в области сжиженного природного газа Дайан Миллер (автор этого блога!) И доктором Уолтом Хартом.

Ваш вынос будет включать:

• Что движет спросом и предложением ШФЛУ и нефтехимии во всем мире
• Как логистика на суше и над водой играет ключевую роль в получении газоконденсатных газов там, где их можно использовать
• Почему развиваются центры торговли и ценообразования
• Экономика оценки СУГ, определяющая цены на СУГ / СУГ

Зарегистрируйтесь сегодня на Глобальном семинаре по основам рынка СУГ и СУГ, который состоится онлайн 25-28 января 2021 года.

Объяснение природного газа — Управление энергетической информации США (EIA)

Что такое природный газ?

Природный газ — это ископаемый источник энергии, который образовался глубоко под поверхностью земли. Природный газ содержит множество различных соединений. Самый крупный компонент природного газа — это метан, соединение с одним атомом углерода и четырьмя атомами водорода (Ch5). Природный газ также содержит меньшие количества сжиженного природного газа (ШФЛУ, который также является сжиженным углеводородным газом) и неуглеводородных газов, таких как диоксид углерода и водяной пар.Мы используем природный газ в качестве топлива и для производства материалов и химикатов.

Как образовался природный газ?

От миллионов до сотен миллионов лет назад и за долгие периоды времени останки растений и животных (например, диатомовых водорослей) образовали толстые слои на поверхности земли и на дне океана, иногда смешанные с песком, илом и карбонатом кальция. . Со временем эти слои оказались погребенными под песком, илом и камнями. Давление и тепло превратили часть этого богатого углеродом и водородом материала в уголь, часть в нефть (нефть), а часть в природный газ.

Где находится природный газ?

В некоторых местах природный газ проникал в большие трещины и промежутки между слоями вышележащих пород. Природный газ, обнаруженный в этих типах пластов, иногда называют условным природным газом . В других местах природный газ находится в крошечных порах (пространствах) в некоторых формациях из сланца, песчаника и других типов осадочных пород. Этот природный газ называется сланцевым газом или плотным газом , и иногда его называют нетрадиционным природным газом .Природный газ также встречается с месторождениями сырой нефти, и этот природный газ называется , попутный природный газ . Залежи природного газа находятся на суше, а некоторые находятся на шельфе и глубоко под дном океана. Тип природного газа, обнаруженного в угольных месторождениях, называется метаном угольных пластов .

Источник: адаптировано из информационного бюллетеня Геологической службы США 0113-01 (общественное достояние)

Нажмите для увеличения

Операторы готовят отверстие для зарядов взрывчатого вещества, используемых при сейсморазведке

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Как мы находим природный газ?

Поиск природного газа начинается с геологов, изучающих строение и процессы на Земле.Они определяют типы геологических формаций, которые могут содержать залежи природного газа.

Геологи часто используют сейсмические исследования на суше и в океане, чтобы найти подходящие места для бурения скважин на природный газ и нефть. Сейсмические исследования создают и измеряют сейсмические волны в земле, чтобы получить информацию о геологии горных пород. Для сейсморазведки на суше может использоваться самосвал , который имеет вибрирующую подушку, которая ударяет по земле для создания сейсмических волн в подстилающей породе.Иногда используются небольшие количества взрывчатки. Сейсмические исследования, проводимые в океане, используют взрывы звука, которые создают звуковые волны, чтобы исследовать геологию под дном океана.

Если результаты сейсморазведки показывают, что на участке есть потенциал для добычи природного газа, пробурена и испытана разведочная скважина. Результаты теста предоставляют информацию о качестве и количестве природного газа, доступного в ресурсе.

Бурение скважин на природный газ и добыча природного газа

Если результаты испытательной скважины показывают, что в геологической формации достаточно природного газа для добычи и получения прибыли, пробурены одна или несколько эксплуатационных (или эксплуатационных) скважин.Скважины природного газа могут быть пробурены вертикально и горизонтально в пластах, содержащих природный газ. В традиционных месторождениях природного газа природный газ обычно легко течет вверх по скважинам на поверхность.

В Соединенных Штатах и ​​некоторых других странах природный газ добывается из сланцев и других типов осадочных пород путем вытеснения воды, химикатов и песка в скважину под высоким давлением. Этот процесс, называемый гидроразрывом или гидроразрывом , и иногда называемый нетрадиционной добычей, разрушает пласт, высвобождает природный газ из породы и позволяет природному газу течь к скважинам и подниматься на поверхность.В верхней части скважины на поверхности природный газ подается в сборные трубопроводы и направляется на заводы по переработке природного газа.

Поскольку природный газ не имеет цвета, запаха и вкуса, компании, работающие в сфере природного газа, добавляют меркаптан в природный газ, чтобы придать ему отчетливый и неприятный запах, чтобы помочь обнаружить утечки в трубопроводах природного газа. Меркаптан — безвредное химическое вещество, пахнущее тухлыми яйцами.

Переработка природного газа для продажи и потребления

Природный газ, забираемый из скважин природного газа или сырой нефти, называется влажным природным газом , потому что наряду с метаном он обычно содержит ШФЛУ — этан, пропан, бутаны и пентаны — и водяной пар.Устьевой природный газ может также содержать неуглеводороды, такие как сера, гелий, азот, сероводород и диоксид углерода, большая часть которых должна быть удалена из природного газа перед его продажей потребителям.

Из устья скважины природный газ направляется на перерабатывающие предприятия, где удаляются водяной пар и неуглеводородные соединения, а ШФЛУ отделяется от влажного газа и продается отдельно. Некоторое количество этана часто остается в обработанном природном газе. Отделенный ШФЛУ называется сжиженными газами завода по производству природного газа (NGPL), а переработанный природный газ называется сухой , потребительского качества или трубопроводного качества природного газа.Часть устьевого природного газа достаточно сухая и без обработки удовлетворяет стандартам трубопроводной транспортировки. Химические вещества, называемые одорантами, добавляются в природный газ, чтобы можно было обнаружить утечки в газопроводах. Сухой природный газ по трубопроводам направляется в подземные хранилища или в распределительные компании, а затем потребителям.

В местах, где нет трубопроводов природного газа для отвода попутного природного газа, добываемого из нефтяных скважин, природный газ может быть повторно закачан в нефтеносный пласт, либо его можно сбросить или сжечь (сжигать на факеле).Повторная закачка нерыночного природного газа может помочь поддерживать давление в нефтяных скважинах для увеличения добычи нефти.

Метан из угольных пластов может быть извлечен из угольных месторождений до или во время добычи угля, и его можно добавлять в трубопроводы природного газа без какой-либо специальной обработки.

Большая часть природного газа, потребляемого в Соединенных Штатах, производится в Соединенных Штатах. Часть природного газа импортируется по трубопроводам из Канады и Мексики. Небольшое количество природного газа также импортируется в виде сжиженного природного газа.

Последнее обновление: 9 декабря 2020 г.

Производство метана из отходов животноводства

Университет Пердью
Кооперативная служба поддержки
West Lafayette, IN 47907

Дон Д. Джонс, Джон К. Най и Элвин К. Дейл

Содержание

Преимущества и недостатки метана

Процесс производства метана

Метан из отходов животноводства - возможности и проблемы

Ценность и использование газа в варочном котле
  Энергетическая ценность газа
  Использование газа

Проектирование и строительство варочного котла
  Размер реактора и экологические требования
  Требования к конструкции реактора

Хранение улавливания газа в метантенках, коррозия и безопасность
  Сбор газа
  Хранение газа
  Сведение к минимуму проблем с запахом и коррозией
  Соображения безопасности

Мониторинг варочного котла

Последние инновации в метантенках
  Варочные котлы для кукурузных початков
  Термофильные варочные котлы
  Варочные котлы для жидкого навоза

Определение возможности производства метана

Обобщение результатов примера

Дополнительная информация о производстве метана
 

Метан, который является основным компонентом природного газа (95-98 процентов), коммерчески удаляется из залежей глубоко в Земля.Этот метан образовался миллионы лет назад в болотистой местности. (поэтому его иногда называют «болотным газом») биологическими преобразование органического вещества.

Технология, необходимая для производства метана из отходов животноводства и Другой фермерский мусор известен уже около 100 лет. Но из-за недорогая и богатая нефтью энергия, ее использование было ограничено в США сегодня, однако, высокие затраты на электроэнергию и низкая рентабельность имеет опыт работы на некоторых животноводческих предприятиях, а также на недавнем варочном заводе улучшения, достигнутые благодаря исследованиям, заставляют многих фермеров переоценивать возможность внутрихозяйственного производства газообразного метана от животноводства трата.

В данной публикации описан процесс образования метана, обсуждается проектирование внутрихозяйственных систем и их проблем, а также порядок определения потенциала развития технологии на ваша ферма .

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАНА

Преимущества . Главный из них состоит в том, что полезный конечный продукт, газообразный метан, производится. Кроме того, запах хорошо переваренного скота отходы значительно сокращаются.Хотя переваренные отходы немного меньшая ценность удобрений, чем непереваренные отходы, они легче доступны растениям. Он просто преобразуется в более полезную форму.

Недостатки . Есть несколько, которые нужно тщательно продумать. учитывается при оценке потенциала образования метана на предплечье.

* Метановый реактор большой и дорогой. Расходы проистекают из тот факт, что он должен быть хорошо изолирован, герметичен и снабжен источник тепла.Размер обычного варочного котла равен 15-20 раз больше суточного объема производимых отходов, или больше, если отходы разбавлены перед перевариванием. Объем отходов, которые необходимо утилизировать соответственно увеличивается при использовании разбавляющей воды.

* Требуется очень высокий уровень управления. Метановый метантенк могут быть чрезвычайно чувствительны к изменениям окружающей среды, и На исправление биологического расстройства могут уйти месяцы. Прекращается образование метана или очень низкий во время расстройства.

* Пуск — обычно самая критическая фаза метана поколение — сложно. Бактерии, продуцирующие метан, очень медленнорастущие, и требуется несколько недель для создания большого бактериальная популяция.

* Метан трудно хранить, так как при нормальных температурах газ можно сжимать, но нельзя сжижать без специальных, очень дорогое оборудование.

* Наконец, метан может образовывать взрывоопасную смесь при контакте с воздухом.

ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНА

Производство метана осуществляется анаэробным сбраживанием. (биологическое окисление в отсутствие кислорода) органических веществ такие как отходы животноводства и растительные отходы. Газ, добываемый в в варочном котле всего около 65 процентов метана, остальное — двуокись углерода и следы органических газов.

Для производства метана необходимы две основные группы анаэробных бактерии — «кислотообразователи», превращающие отходы в органические кислоты; а также «образующие метан», которые затем превращают эти органические кислоты в метан и диоксид углерода (рис. 1).Кроме того, есть два разных температурные диапазоны, в которых эти бактерии могут производить значительные количества газообразного метана — мезофильный диапазон (90-110F) и теплофильный диапазон (120-140F). Недавние исследования с использованием термофильного бактерии выглядят многообещающе и будут кратко обсуждены позже; однако эта публикация в основном посвящена традиционному пищеварению. агрегаты действовали в мезофильном диапазоне.

Рисунок 1. Процесс образования метана.

Производство метана во многом похоже на контролируемое сжигание. (неполное сжигание) древесины для производства древесного угля, т. е. сжигание вещество в среде с ограниченным воздухом, чтобы производить более легко полезный, но высокоэнергетический конечный продукт. Сжигание древесного угля требует кислорода для восполнения и производит тепло, золу, водяной пар и углекислый газ. Для сжигания метана также требуется кислород. производство тепла, водяного пара и углекислого газа.

МЕТАН ИЗ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА — ПОТЕНЦИАЛ И ПРОБЛЕМЫ

Производственный потенциал . Производство метана обычно выражается в кубических футах газа, произведенного на фунт летучих твердых веществ уничтожен. Летучие твердые вещества — это органическая часть отходов животноводства; около 80 процентов твердых частиц навоза летучие. Галлон жидкости навоз, содержащий 8 процентов твердых веществ, потенциально может обеспечить около 3 3/4 кубических футов метанольного газа или 2 1/2 кубических фута метана (примерно На фунт летучих твердых веществ может быть произведено 10-13 кубических футов газа. уничтожается в исправно работающем варочном котле.Так как примерно половина добавленные летучие твердые вещества могут быть уничтожены, а от половины до трех четвертей производимым газом будет метан, около 5 кубических футов газа метантенка. (3 кубических фута метана) может быть произведено на фунт всего навоза добавлены твердые вещества).

Что касается размера варочного котла, можно производить от 3/4 до 2 1/2 кубических футов газа (от 1/2 до 1 1/2 кубических футов метана) на кубический фут объема варочного котла. Ожидаемая добыча газа от разного поголовья вид представлен в таблице 1.

Таблица 1. Ежедневные отходы и производство метана молочными, говяжьими и свиноводческими предприятиями за 1000 фунтов веса животного.

  Товар Молочная Говядина Свинья 
-------------------------------------------------- ---------
  Необработанный навоз (фунты) 82,0 60,0 65,0
  Общее количество твердых частиц (фунты) 10,4 6,9 6,0
  Летучие твердые вещества (фунты) 8,6 5,9 4,8
  Потенциал метана (куб. Фут.) * 28.4 19,4 18,6
-------------------------------------------------- ---------
   * Исходя из того, что 65 процентов газа составляет метан.
 

Токсичные компоненты в отходах . Часто встречаются несколько веществ в отходах животноводства может препятствовать выработке метана, если присутствует в больших количествах. достаточно концентраций. Самым распространенным является аммиак, потому что он в большом количестве присутствует в моче животных. Концентрация аммиака 1500 частей на миллион (ppm) считается максимально допустимым для хорошего производства метана (Таблица 2).Выше этого уровня отходы следует разбавить водой.

Таблица 2. Влияние концентрации аммиака на производство метана.

  Концентрация
   (мг / л аммиака-N) Эффект 
----------------------------------------------
         5 - 200 выгодных
      200 - 1000 Нет побочных эффектов
     1500 - 3000 Возможное торможение при
                            более высокие значения pH
      Более 3000 токсичных веществ
------------------------------------------------
 

Конечно, большое количество антибиотиков и чистящих средств. дезинфицирующие средства не следует использовать в варочном котле.По этой причине, подумайте о том, чтобы исключить из варочного котла строительные отходы опороса. В антибиотик руменсин также токсичен для метановых бактерий и не должен скармливать скоту, отходы которого будут использоваться для производства метана.

Стоимость добавления пожнивных остатков . Основное ограничение на скорость загрузки отходов животноводства — высокое содержание азота (N) по сравнению с содержанием углерода (C). Отношение углерода к азоту в количество отходов, добавляемых в варочный котел, должно составлять 20 частей C на одну часть N для оптимального производства метана.

Растительные остатки и листья, обычно с низким содержанием азота. но с высоким содержанием углерода, может быть полезно для улучшения варочного котла представление. Смешивание растительных остатков с отходами животноводства с высоким содержанием азота обеспечивает более благоприятное соотношение C: N; и добыча газа должна соответственно увеличиваются.

ЗНАЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГАЗА ДЛЯ ДИГЕСТЕРА

Энергетическая ценность газа

Если мы знаем потенциал производства метана из различных виды домашнего скота и стоимость сопоставимых объемов коммерческих топлива, мы можем затем определить стоимость газа в варочном котле.Предполагая Энергетическая ценность газа для варочного котла составляет 650 британских тепловых единиц (БТЕ). на кубический фут и галлон пропанового топлива с энергетической ценностью 91700 БТЕ, стоит 60 центов (цена 1980 г.), требуется около 235 куб. футов газа из метантенка, что эквивалентно пропану на один доллар. Таблица 3 оценивает стоимость потенциальной добычи газа из каждого тип поголовья.

К сожалению, до 1% этого газа необходимо использовать для нагрева навоза. который помещается в варочный котел.Кроме того, необходимо немного тепла, чтобы в зимние месяцы держите варочный котел в тепле.

Таблица 3. Значение молочных, говяжьих и свиных отходов для образования метана. *

  Среднее количество животных необходимо
                животное Ценность на равное
  Вес животного 1,00 $ в день
-------------------------------------------------- -
                  фунт центов / день нет. 

  Молочный скот 1300 17 6
  Мясной скот 900 9 11
  Свинья 150 1.3 77
-------------------------------------------------- -
   * Эти расчетные значения основаны на производстве метана.
предположения, изложенные в тексте, с использованием 1% метана для поддержания
температура варочного котла и значение 60 центов / галлон. для пропана (1980 г.
цена).
 

Использование для газа

Варочный газ можно использовать везде, где есть природный газ. применимый. Требования к газу для варочного котла для бытовой деятельности были вычислено в Государственном университете Пенсильвании (таблица 4).На ферме это могут использоваться для зерносушилок или для работы газовых водонагревателей, которые вернуть тепло в варочный котел и обогрев пола для ближайшего домашнего скота здания. Его также можно сжечь в обогревателе коммерческого помещения.

Таблица 4. Требования к газу для варочного котла для различных Бытовое использование.

  Бытовое использование Необходимый объем газа 
-------------------------------------------
  Готовка 20-25 куб. Футов / час. на горелку, или
                    150-300 куб.фут / день
  Нагрев 165 куб. Футов / час. на 100000 БТЕ / час.
                    Вход
  Освещение 2-3 куб. Фута / час. на мантию
-------------------------------------------
 

Его наибольший потенциал в качестве топлива для отопления. Необходимое оборудование для отопления почти такая же, как для природного газа, за исключением того, что газовые порты и подача воздуха должны быть изменены, чтобы обеспечить правильное сгорание. Горелки, работающие на природном газе, нуждаются в доработке, поскольку пламя горящего газа в варочном котле имеет тенденцию «подниматься» над горелка.Следовательно, требуется определенное количество проб и ошибок, и отверстия в кожухе горелки, вероятно, придется увеличить в некотором роде.

Устройства с приводом от двигателя не очень эффективны при прямом управлении от генератора метана. Например, электрогенератор (с приводом газовым двигателем), работающая с переменным крутящим моментом, имеет низкий КПД, потому что почасовая добыча и потребление газа почти одинаковы, независимо от степени загрузки системы.Около 16-18 куб. футов газа для варочного котла требуется на каждую лошадиную силу-час, предполагая, что энергетическая ценность 650 БТЕ на кубический фут.

Эффективность двигателя можно повысить, удалив углекислый газ из газ из варочного котла перед сжиганием, затем сжигание оставшегося метан. Газ из варочного котла также может быть впрыснут в воздушный поток в стационарный дизельный двигатель. До 90 процентов топлива, поступающего в Двигатель по этой методике может работать на метане.

Одно из потенциальных применений газа для варочного котла, на которое сейчас обращают внимание, — в качестве источника тепла для работы завода по производству спирта на предплечье.Некоторые производители экспериментируют с системой ферментации кукурузы, чтобы спирт, который включает подачу побочного продукта барды для домашнего скота, используя навоз для производства метана, а затем используя метан непосредственно используется в процессе производства спирта.

При нынешней технологии производства алкоголя энергетический эквивалент для сжижения и брожения требуется около 30 кубических футов газа из варочного котла. зерно для производства одного галлона этанола и еще 60 кубических футов метантенкового газа на галлон спирта для перегонки до 160-180 качество доказательства.Это примерно один галлон алкоголя на каждые пять. кормушки для говядины, а барда из галлона спирта может обеспечивают кормом примерно три кормушки для говядины.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУКЦИЯ ДИГЕСТЕРА

Размер реактора и требования к окружающей среде

Размер варочного котла зависит от количества перевариваемых отходов и необходимое количество разведения. Рекомендуемая скорость загрузки зависит от виды животных и способы обращения с отходами.Например, если моча (которая содержит около двух третей аммиака) исключена от отходов загрузка может быть соответственно больше. Таблица 5 показывает необходимый объем варочного котла и другие расчетные значения варочного котла для каждый вид скота.

Таблица 5. Расчетные значения метанового котла для молочных, говяжьих и свиноводческих производств. *

  Товар Молочная Говядина Свинья 
-------------------------------------------------- ------------------------------------------------
Коэффициент разбавления навоз: вода 1: 0 (без разбавления.) 1: 0,92 1: 2,2
Количество разбавляющей воды на 1000 фунтов веса животного 0 галлонов. 7,0 галлона. 18,0 галлона.
Срок содержания под стражей 15 суток 15 суток 12,5 суток
Объем варочного котла на 1000 фунтов веса животного 20,6 куб. Футов 28,8 куб. Футов 43,4 куб. Футов
Расчетный газ на 1000 фунтов веса животного 43,7 куб. Футов. 29,8 куб. Футов 28,6 куб. Футов
Расчетное производство метана на 1000 фунтов веса животного 28.4 куб. Фут. 19,4 куб. Футов 18,6 куб. Футов
Расчетная суточная добыча метана на куб. Фут. из
  объем варочного котла 1,4 куб. фута. 0,67 куб. Футов 0,43 куб. Футов
-------------------------------------------------- -------------------------------------------------
 * Из MWPS-19, «Управление отходами животноводства с контролем загрязнения».

 

Запуск можно ускорить, предоставив источник метана. бактерии. Один из способов сделать это — изначально заполнить 20-25 процентов объем варочного котла с активным осадком варочного котла из муниципальных очистные сооружения, затем постепенно увеличивать количество отходов животноводства добавляется при каждой загрузке в течение 6-8 недель, пока система не будет полностью оперативный.

Оптимальные условия для работы метантенка: единообразных загрузка (желательно ежедневно), нейтральная кислотность , температура 95F, Соотношение углерод / азот 20: 1 Уровни вредных веществ и ниже их пределов запрета . Кислотность, близкая к нейтральной (pH = 7,0), составляет хороший показатель правильной работы. Это означает, что бактериальный популяции находятся в равновесии, при этом «кислотообразователи» производят только столько органических кислот, сколько могут использовать «образователи метана».

Менее чем оптимальные условия окружающей среды могут привести к тому, что варочный котел расстройство, обычно приводящее к кислотным условиям. Это потому что кислотообразующие бактерии будут процветать в гораздо более широком диапазоне условий окружающей среды, чем более медленный рост метанообразующих бактерии.

Кислотные условия можно временно контролировать, добавляя щелочной такое вещество, как известь. Однако первопричина дисбаланса должны быть найдены и исправлены, если добыча газа будет продолжена.

Требования к конструкции метантенка

должны быть герметичными и иметь такую ​​конструкцию, чтобы они могли изолировать, нагреть и перемешать содержимое. Варочные котлы, показанные на Рисунки 2-5 не обязательно являются лучшими из возможных, но они некоторые из них были успешно использованы или предложены для использования знающие люди.

Изоляция . Поскольку температура имеет решающее значение для образования метана, сохранение тепла в варочном котле имеет важное значение.Чтобы использовать изоляционные свойства грунта, рассмотреть возможность насыпания грунта вокруг резервуара или закопать резервуар в хорошо дренированном месте, чтобы может быть реализован полный изолирующий потенциал почвы (Рисунок 2).

Рис. 2. Подземный бетонный бункер-метантенк с плавающей крышкой и промежуточный резервуар для хранения сточных вод (для предотвращения попадания кислорода варочный котел).

Изолируйте поверхность варочного котла до уровня не менее R = 10. находится в контакте с землей и по крайней мере до R = 20, где он находится в контакт с воздухом (R — мера способности материала противостоять поток тепла.Чем выше значение R, тем лучше изоляция. ценить). См. Публикацию Purdue Extension AE-95, «Изоляция домашнего скота. и другие хозяйственные постройки «, чтобы получить информацию о выборе и установке изоляция.

Отопление . Система, наиболее часто используемая для обеспечения круглогодичная температура 95F для производства метана — теплообменник где трубы горячей воды размещены внутри варочного котла. Вода может быть нагревается за пределами варочного котла, возможно, с использованием воды, сжигаемой на метане обогреватель.

Для достижения наилучших результатов отходы следует предварительно нагреть перед добавлением в варочный котел. Может потребоваться в пять раз больше тепла для процесс предварительного нагрева, как для поддержания температуры варочного котла.

Перемешивание . Перемешивание важно для обеспечения адекватного контакта между бактериями и отходами, а также для удаления газа из жидкость. Смешивание можно производить с помощью: (1) механического смесителя, (2) компрессор для барботажа собранного газа обратно через варочный котел. жидкость или (3) насос для навоза замкнутого цикла.

Механическая мешалка работает хорошо, пока имеется хорошее воздушное уплотнение. поддерживается. Атмосферный кислород должен быть исключен из варочного котла, чтобы исключить угрозу взрыва. Один из способов сделать это — использовать плавающая крышка, как показано на рисунках 2 и 3.

Рисунок 3. Схема варочного котла с плавающей крышкой.

Если для смешивания используется компрессор , можно вставить трубопровод в варочный котел, а рециркулирующий газ из хранилища закачивается с помощью открытой трубы или диффузора на дне резервуара.Этот создает турбулентность и удерживает твердые частицы во взвешенном состоянии.

Чтобы облегчить помет насосом метод перемешивания, установите трубопровод когда построен варочный котел. Либо диафрагменный, либо мусорный насос. расположенный вне варочного котла, должен хорошо работать для этой цели.

Для механических или насосных методов определения мощности (л.с.), необходимое для смешивания содержимого варочного котла, используйте уравнение:

  hp = 0.185 x% твердых веществ x объем жидкости (в единицах по 1000 куб. Футов).
 

Например, варочный котел объемом 10 000 кубических футов, содержащий отходы на 6 процентов твердых веществ потребуется смеситель мощностью 11,1 л.с. (0,185 X 6% X 10). Относительно частота перемешивания, некоторые небольшие исследования показывают, что периодическое перемешивание (3-4 раза в день) примерно так же эффективно, как непрерывное перемешивание.

СБОР, ХРАНЕНИЕ, КОРРОЗИЯ И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ГАЗА DIGESTER

Сбор газа

Как указывалось ранее, газ в варочном котле обычно на 60-70 процентов состоит из метана, остальное — углекислый газ, немного сероводорода и другие следовые газы.Чтобы застраховаться от загрязнения атмосферным кислородом a положительное статическое давление не менее 3 дюймов водяного столба должно быть поддерживается над жидкостью в метантенках и системах сбора газа.

Это можно сделать, собрав газ с помощью (1) плавающей крышки. над варочным котлом или (2) регулятор давления для выпуска газа из варочный котел после достижения определенного уровня давления. в в первом случае крышка «плавает» на сжатом газе над жидкость.Некоторое скопление газа происходит под крышкой, и вес крышка обеспечивает положительное давление для газораспределения.

Рис. 4. Варочный котел, состоящий из резервуара для жидкого навоза, сконструированного. внутри зернового бункера. Пространство между двумя стенками резервуара заполнено изоляция.

Рисунок 5. Схема небольшого двухступенчатого варочного котла, аналогичного в принципа к тем, которые используются на муниципальных очистных сооружениях.

Любой используемый газовый трубопровод должен иметь уклон назад к метантенке или иметь конденсатоотводчики для предотвращения конденсации и засорения водяного пара линии, когда газ остывает. Также важно, чтобы счетчик газа быть установлен на линии сбора газа для контроля варочного котла операция; высокий стабильный уровень добычи газа обычно свидетельствует о хорошем операция.

Хранение газа

Сосуды для хранения газа должны быть спроектированы с переменным объемом, потому что они должны учитывать разницу в скорости добычи газа и расход при поддержании равномерного давления.Конечно, наиболее практичный способ минимизировать дорогостоящее хранение газа — найти применение для газа, который соответствует его дебиту.

Плавающая крышка варочного котла также может использоваться для хранения газа. Что касается сбора газа. Это просто крышка понтона, которая плавает на поверхность жидкости и имеет юбочные пластины, уходящие в жидкость для обеспечения уплотнения (см. рисунок 3). Вес плавающей крышки обеспечивает напор и позволяет отводить газ в том виде, в каком он есть нужный.

Газохранилище высокого давления возможно, но вполне дорого для использования в фермерских хозяйствах. Может быть как цилиндрической, так и сферической формы. по форме и стальной сварной конструкции. Поскольку существует опасность взрыв или утечка при хранении под давлением, проконсультируйтесь со знающим инженеру и слесарному цеху за помощью. Хранение среднего давления (менее 100 фунтов на квадратный дюйм) более подходит для использования на ферме, чем хранилище высокого давления.

Некоторое повышение давления увеличивает количество энергии, которое может быть хранится (таблица 6).Но сжижать метан на ферме, так как давление 700 фунтов на квадратный дюйм (psi) и -150F являются требуется для этого.

Таблица 6. Зависимость давления от теплосодержания хранимого газа в варочном котле.

  БТЕ на БТЕ на
     Кубический фут-галлон под давлением 
------------------------------------
       15 фунтов на кв. Дюйм 650 87
       30 фунтов на кв. Дюйм 1300170
       45 фунтов на квадратный дюйм 1950 260
       60 фунтов на кв. Дюйм 2600350
       75 фунтов на кв. Дюйм 3250 435
       90 фунтов на кв. Дюйм 3900 520
------------------------------------
 

Минимизация проблем с запахом и коррозией

Сероводород, имеющий запах тухлого яйца, может образоваться, если отходы содержат большое количество сульфатов.Однако в целом газ из правильно работающего метантенка должен иметь лишь незначительное запах, потому что оба основных компонента — метан и углекислый газ — являются без запаха. В любом случае произведенный газ хранится в герметичном контейнер и сгорел, что устраняет проблемы с запахом.

Другое дело — коррозия. Это может быть очень серьезно. Следовательно, газ вероятно, следует пропустить через фильтр, содержащий свинцовые опилки или смесь щепы и оксида железа для удаления водорода сульфид.«Шарики сорба», производимые Mobil Oil, также можно использовать для удалить сероводород и водяной пар.

Для удаления только водяного пара рассмотрите возможность использования конденсатора. И чтобы удалить углекислый газ, воспользуйтесь молекулярным ситом.

Меры безопасности

Метан чрезвычайно взрывоопасен при смешивании с воздухом в следующих пропорциях: 6-15 процентов метана. Газ из метантенка тяжелее воздуха и оседает на землю, вытесняя кислород.Если сероводород В настоящее время газ из варочного котла может быть смертельным ядом.

Всегда вентилируйте открытую сторону манометров (манометров статического давления) и клапаны сброса давления наружу и обеспечивают большое количество вентиляция, если метантенк находится в помещении. Будьте осторожны, когда сжатие и хранение газа в варочном котле. Спецтехника и спецтехника баллоны необходимо использовать, если газ хранится под высоким давлением.

МОНИТОРИНГ DIGESTER

К счастью, в отличие от того, что добавлено в метантенки городских сточных вод, отходы животноводства довольно однородны по составу.Как только процесс началось и достигло стабильного состояния, сбои не слишком распространены, если варочный котел управляется должным образом. Мониторинг работы метантенка, тем не менее, это хорошая идея, и ее можно довольно легко реализовать, использование газообразования или pH жидкости варочного котла в качестве индикатора.

Добыча газа . Это самый простой и надежный показатель. В варочном котле с периодической загрузкой (тот, в который добавляются отходы примерно раз в месяц), если добыча газа постепенно снижается, запасы пищи, доступные для бактерий, вероятно, истощены, что указывает на пришло время добавить больше отходов в варочный котел.Если добыча газа быстро спадает (в течение 1-2 дней), вероятно, причина в расстроен варочный котел. Среди потенциальных причин основными являются: тоже высокий уровень токсичных соединений в отходах корма, слишком высокий уровень корма скорость или слишком низкая температура в варочном котле.

Низкая температура варочного котла может быть результатом неисправности Отопительная система. Если за один раз добавляется большое количество отходов, это следует предварительно нагреть до 95 ° F, чтобы предотвратить термический удар метана. бактерии.Лучшая производительность обычно достигается при непрерывном загрузка — то есть, когда варочный котел загружается меньшим количеством отходы ежедневно.

Уровень pH . PH (уровень кислотности или щелочности) может быть легко измерить, вставив pH-бумагу в жидкость варочного котла и сравнивая полученную интенсивность цвета, которая развивается с цветом Диаграмма. Уровень pH должен быть как можно ближе к 7,0 (нейтральный). PH ниже 6,0 указывает на сбой в работе варочного котла.Вы можете приобрести pH-бумагу в большинство аптек, аквариумов или винных магазинов.

ПОСЛЕДНИЕ ИННОВАЦИИ DIGESTER

Варочные котлы для кукурузных початков

Лабораторное исследование Университета Пердью показало, что анаэробный варочный котел, содержащий кукурузные початки, может использоваться для обработки свиноводческих отходов и производят метан при температуре 65F (Рисунок 6). Изучение использовали срок задержания 5 дней и норму погрузки 7,5 фунтов летучих твердых веществ на кубический фут в день.Эта система имеет большое многообещающая сделка для использования в фермерских хозяйствах с суточной добычей газа до 1,5 объема газа на объем метантенка.

Рисунок 6. Подземный варочный котел для кукурузных початков с пластиковой крышкой.

Поскольку в початках много углерода, но мало азота, они улучшите соотношение C: N, добавив дополнительный органический углерод. Они также обеспечивают поддерживающую среду, на которой бактерии могут прикрепляться и остается внутри варочного котла, а не удаляется вместе с стоки варочного котла.

Термофильные реакторы

Термофильные (высокотемпературные) варочные котлы спроектированы таким образом, чтобы удовлетворительно работать при 5-дневном задержании и уровне твердых частиц 10-20 процентов. Производство газа из метантенка составляло около 11 кубических футов. на фунт уничтоженных летучих твердых веществ. Работа нормально начинается доведя варочный котел до температуры 130F со скоростью около 3F в неделю.

Во многих отношениях термофильное пищеварение лучше, чем переваривание 950F.Добыча газа примерно на 20 процентов выше, а распад твердых частиц примерно на 10 процентов выше. Кроме того, более высокая температура убивает больше патогенных бактерий, что позволяет переваривать отходы используется в качестве пищевой добавки без дальнейшей стерилизации.

Но переваривание термофильных бактерий также имеет свои недостатки. В содержание метана в газе несколько ниже (55%), а Работа варочного котла не такая стабильная, как у обычных варочных котлов.

Но главный недостаток — высокая температура. требуется. Требуется примерно в два раза больше тепла, чем для обычного варочные котлы. Таким образом, варочный котел должен быть хорошо изолирован (R = 20 для поверхности варочного котла, контактирующие с землей и R = 30 + обнаженные в атмосферу). Кроме того, варочный котел следует перемешать до обеспечить хороший контакт между бактериями и органическими веществами и максимизировать добычу газа.

При малом времени выдержки и высоких температурах некоторые средства рекуперация тепла, потерянного в стоках метантенка, необходимо для система экономичная.Значительное количество лабораторных и пилотных заводские испытания в настоящее время проводятся для определения осуществимости термофильных варочных котлов.

Варочные котлы для жидкого навоза

Исследователи из Университета Флориды изучили наземный конструкция хранилища жидкого навоза, которая была модифицирована для использования в качестве метановый реактор. В исследовании использовался большой крытый резервуар для хранения. с ежедневным добавлением отходов. Добыча газа составила около 60 процентов. этого в обычном варочном котле.Из этой и связанной с ней работы Предлагаются следующие предложения по варочным котлам для навоза:

* Резервуар должен быть изначально засеян бактериями из активного анаэробный варочный котел на уровне 10-20 процентов от объема резервуара для обеспечить достаточное количество метановых бактерий.

* Соотношение количества семян и отходов в пересчете на сухой вес составляет не менее 20: 1. нужен для молочного навоза. Другими словами, это 1000 галлонов жидкости. молочный навоз обычно добавляется каждый день, резервуар для хранения должен первоначально заполнить около 20000 галлонов варочного котла осадок.После того, как бак наполнился, его откачивают в Уровень 20 000 галлонов и эксплуатация началась снова.

Если в качестве посевного материала используется городской ил, объемное соотношение 40: 1 требуется, поскольку содержание твердых частиц в осадке варочного котла из муниципальные очистные сооружения примерно вдвое меньше, чем молочный навоз.

* Контроль температуры в варочном котле этого типа не критичен, так как пока температура составляет от 70F до 95F. Пищеварение возможно при 70F, потому что бактерии не удаляются из сточных вод а большое количество бактерий компенсирует сокращение биологических активность при низкой температуре.

* Резервуар для хранения навоза должен иметь емкость 180 дней. хранения, потому что добыча газа занимает около 100 дней. стабильная ставка. Плавающая газонепроницаемая крышка должна использоваться для захвата газ по мере того, как он выделяется из жидкого навоза.

* Когда температура жидкости в варочном котле опускается ниже 70 ° F, газ производство очень низкое, и эксплуатация, вероятно, будет нестабильный. Поэтому зимой нужны обогрев и утеплитель. если варочный котел должен быть надежным источником энергии.

Поскольку требуется очень большой объем нагретой жидкости по сравнению с обычному варочному котлу, в этот момент кажется, что навозная яма варочный котел будет практичным только в южных частях США Конечно, любой, кто рассматривает возможность переоборудования цистерны для навоза в эту системе следует уточнить в своем окружном отделении службы поддержки исследовательская информация и рекомендации по управлению.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАНА

Экономика производства метана обычно считается сомнительно, даже при сегодняшнем росте цен на топливо.Но затраты на энергию и доступность завтра может изменить эту осуществимость кардинально. Следующий пример, хотя и не полный экономический анализ, должен дать фермеру приблизительное представление о значение производства метана на его ферме.

Пример : Фермер с молочным стадом в 100 коров хочет знать, он может экономически оправдать установку метанового реактора. Средний вес коровы 1300 фунтов. Не будет навоза от телят, телок и сухостойных коров. доступен для использования в варочном котле.

                                                                       Наш Ваш
                   Элементы и пример расчетов значение 
-------------------------------------------------- ----------------------------------------------

  A. Определите потенциальный объем добычи газа в сутки.  43,7 куб. Футов /
 1. Газ, произведенный на 1000 фунтов веса животного (из Таблицы 5).= 1000 фунтов. __________

 2. Производство газа на одно животное в день.
     Средн. вес. / hd. x Шаг A.1
     (1300 фунтов x 43,7 куб. Футов / 1000 фунтов) = 56,8 куб. Футов / дюйм __________

 3. Всего добыто газа за сутки.
     Кол-во животных x Шаг A.2
     (100 дюймов x 56,8 куб. Футов / дюйм) = 5680 куб. Футов __________
 
 4. Производство метана на 1000 фунтов животного.
вес (из таблицы 5). = 28,4 куб. Футов / __________
1000 фунтов.5. Производство метана на одно животное в день.
     Средн. вес. / hd. x Шаг A.4 = 36,9 куб. футов __________
     (1300 фунтов x 28,4 куб. Футов / 1000 фунтов)

 6. Общее количество метана, произведенного за день. = 3690 куб. Футов __________
     Кол-во животных x Шаг A.5
     (100 дюймов x 36,9 куб. Футов / дюйм)

  B. Определите количество и стоимость произведенной энергии. 
 1. Энергетическая ценность в сутки. (Предполагается, что 1/4 метана должна
     быть переработанным, чтобы обеспечить тепло для варочного котла, энергию
     стоимость оставшихся 75% составляет 950 БТЕ / куб.футов и галлон
     пропана имеет энергетическую ценность 91700 БТЕ.
     и стоит 60 центов.)
                                      
     Энергетическая ценность метана x полезный метан x шаг A.6 2 630 000
     (950 БТЕ / куб.фут x 75% x 3690 куб.фут / день) = БТЕ / день __________

 2. Пропановый эквивалент произведенного тепла.
     Шаг B.1 / БТЕ / гал. пропан
     (2,63 млн БТЕ / день / 91700 БТЕ / галлон) = 28,7 галлона. __________
                   
 3.Долларовая стоимость энергии, производимой за день.
     Цена пропана x Шаг B.2
     (0,60 доллара США / галлон x 28,7 галлона) = 17,22 доллара США / день __________
 
  4. Стоимость произведенной энергии в год в долларовом выражении.
     Дней / г. x Шаг B.3
     (365 дней x 17,22 USD / день) = 6285,30 USD __________

  C. Определить объем и размеры резервуара варочного котла 

  1. Расчетный объем жидкости в варочном котле (из таблицы 5).
     Объем варочного котла / 1000 фунтов.вес животного x вес. / hd. х нет. HD.
     (20,6 куб. Футов / 1000 фунтов x 1300 фунтов x 100 дюймов) = 2678 куб. Футов _________

  2. Общий объем варочного котла (включая 1/2 дня хранения
      для добытого газа) в кубических футах.
      Шаг C.1 + (1/2 дня x Шаг A.3)
      (2678 куб. Футов + (1/2 дня x 5680 куб. Футов / день)) = 5518 куб. Футов _________

  3. Общий объем варочного котла в галлонах.
     Галл. / Куб. Фут. x Шаг 0.2
     (7.5 галлонов / куб. футов x 5518 куб. футов) = 41 385 галлонов. _________

  4. Высота бака. (В данном примере используйте варочный котел высотой 14 футов) = 14 футов _________

  5. Диаметр круглого резервуара для выбранной высоты.
      ((Шаг C.2 / Шаг C.4) x 1,27)  1/2 
      ((5518 куб. Футов x 14 футов) x 1,27)  1/2  = 24 фута _________

  D. Определите стоимость варочного котла, включая изоляцию, нагреватель и смеситель.

  1. Стоимость метантенка, включая крышку бака и насос. (Предположим, что стоимость
     50 центов за галлон.)
     Стоимость / гал. x Шаг C.3
     (0,50 доллара США за галлон x 41 385 галлонов) = 20 692 доллара США _________

  2. Стоимость изоляции котла на крышке и боковинах.

   А. Изоляционное покрытие. [Один из способов изолировать - построить большую
     диаметр резервуара вокруг варочного котла и заизолировать пространство между ними.Внешний бак не обязательно должен быть таким же водонепроницаемым или прочным, как внутренний.
     бак. Предположим, что стоимость внешнего резервуара составляет 1/2 стоимости резервуара метантенка.)
     Шаг D.1 x 1/2
     (20 692 долл. США x 1/2) = 10 346 долл. США _________
                  
   б. Площадь поверхности боковой стенки варочного котла.
      Шаг C.4 x Шаг C.5 X 3.14
      (14 футов x 24 футов x 3,14) = 1055 кв. Футов. _________

   c. Зона покрытия варочного котла.
      (Шаг C.5)  2  х 0,79
      (24 фута x 24 фута x 0,79) = 455 кв. Футов. _________

   d. Общая площадь поверхности варочного котла.
      Шаг D.2.b + Шаг D.2.c
      (1055 кв. Футов + 455 кв. Футов) = 1510 кв. Футов _________

   е. Стоимость утепления. (Предположим, что 1 доллар за квадратный фут установленной изоляции.
      Поскольку эта стоимость очень непостоянна, уточняйте у местных строителей.
      при оценке варочного котла для вашей ситуации.)
      Стоимость изоляции / кв.фут. x Шаг D.2.d
      (1 доллар США за квадратный фут x 1510 квадратных футов) = 1510 долларов США _________

  3. Стоимость водонагревателя.
     
    а. Нагреватель рассчитан на подачу 30 БТЕ в час на кубический фут варочного котла
       объем жидкости.
       Мощность нагревателя / куб. Фут. x Шаг 0,1
       (30 БТЕ / час / куб.фут x 2678 куб.фут) = 80,340 БТЕ / час. _________

    б. Стоимость утеплителя. (Цена на обогреватель этого размера в 1980 г.
       с водопроводом около 1000 $) = 1000 $ __________
 
  4.Стоимость миксера метантенка.

    а. Размер смесителя рассчитан на перемешивание содержимого варочного котла, имеющего около
       10 процентов твердых веществ (см. Таблицу 1).
       Шаг C.1 / 1000 x pct. твердые тела x 0,185
       (2678 куб. Футов / 1000 x 10% x 0,185) = 5 л.с. _________

    б. Стоимость смесителя. (Предположим, что 3-дюймовый мембранный насос и система трубопроводов
       рециркулировать содержимое варочного котла, что стоит около 2500 долларов.) = 2500 долларов _________
 
  5. Общая стоимость метантенка.Шаги D.1 + D.2.a + D.2.e + D.3.b + D.4.b
      (20 692 долл. США + 10 346 долл. США + 1510 долл. США + 1000 долл. США + 2500 долл. США) = 36048 долл. США _________


  E. Определите стоимость удержания сточных вод варочного котла до распределения. 

  1. Навоз, производимый в день в фунтах (из таблицы 1).
      Навоз на 1000 фунтов веса животного в день x средн. вес. / hd. х нет. HD.
      (82 фунта / 1000 фунтов / день x 1300 фунтов x 100 фунтов) = 10660 фунтов / день _________

  2. Ежедневное количество навоза в кубических футах.Шаг E.1 / фунт / куб. Фут.
      (10 660 фунтов / день 60 фунтов / куб. Фут) = 178 куб. Футов / день _________

  3. Объем хранилища, необходимый для 180-дневной емкости в кубических футах.
      Количество дней x Шаг E.2
      (180 дней x 178 куб. Футов / день) = 32 040 куб. Футов _________

  4. Объем хранилища, необходимый для 180-дневной емкости в галлонах.
      Галл. / Куб. Фут. x Шаг E.3
      (7,5 галлона / куб. Фут x 32 040 куб. Фут) = 240 300 галлонов./ _________

  5. Стоимость сборной складской конструкции. [Предположим, 15 центов за галлон.)
      Стоимость строительства / гал. x Шаг E.4
      (0,15 долл. США / галлон x 240 300 галлонов) = 36 045 долл. США _________
 
  6. Стоимость земляной кладовой. (Предположим, 5 центов за кубический фут.)
      Стоимость строительства / гал. x Шаг E.3
      (0,05 долл. США / куб. Фут x 32 040 куб. Фут) = 1602 долл. США __________

Примечание.Сомнительно, чтобы стоимость единицы хранения навоза
следует загружать в варочный котел, так как на многих молочных фермах уже есть
один или потребуется один, независимо от того, используется ли варочный котел.

  F. Определить стоимость хранилища газа. 
   Также необходимо построить газохранилище, иначе
   Разработано использование, при котором газ потребляется в соответствии со скоростью его производства.
   В этом примере предположим, что хранение газа не требуется. = 0 __________

  г.Определите общую стоимость этой системы производства метана. 

  1. Общая стоимость с сборным складом.
       Шаг D.5 + Шаг E.5
       (36 048 долл. США + 36045 долл. США) = 72 093 долл. США ___________

  2. Общая стоимость с земляным хранилищем.
       Шаг D.5 + Шаг E.6
       (36 048 долл. США + 1602 долл. США) = 37 650 долл. США ___________

  H.Определите экономическую целесообразность.  [Стоимость произведенного метана в долларах
   на этапе B.4 можно использовать для определения срока окупаемости. Таблица 7 также
   помогает определить, какой капитал может быть оправдан для метантенка
   строительство.)

   1. Капитальные вложения на душу населения, окупаемость которых составляет 7 лет.
      [из Таблицы 7 при процентной ставке 15% и 60 центов за
      энергетическая ценность галлона]. = 285 долларов США / HD ___________

   2.Общая безубыточность инвестиций.
      Шаг H.1 x № HD.
      (285 долл. США / шт. X 100 шт.) = 28 500 долл. США ___________
-------------------------------------------------- ------------------------------------------------

 

ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРИМЕРА

При лучших условиях эксплуатации варочного котла на 15% проценты, точка безубыточности строительства земляного холма карьера (37 650 долларов США) не будет достигнута менее чем за 7 лет согласно Таблице 7.Текущие налоговые льготы и государственные демонстрационные гранты могут несколько сократить срок окупаемости.

Таблица 7. Максимальные начальные инвестиции на голову в анаэробном варочном котле с 7-летней окупаемостью при различной стоимости, эквивалентной пропану, и Процентные ставки на молочные продукты, говядину и свинину. *

 
     Объем инвестиций на душу населения по цене, эквивалентной пропану
                            и процентная ставка-
                -------------------------------------------------- -
                     $.60 / галлон. 0,90 долл. США / галлон. 1,20 $ / гал.
                     --------- -------- --------
      Виды 10% 15% 10% 15% 10% 15% 
-------------------------------------------------- -----------------
      Молочные продукты 330 долларов 285 долларов 495 долларов 427 долларов 660 долларов 570 долларов
      Говядина 184 161 276 242 368 222
      Свиньи 26 21 38 32 52 42
-------------------------------------------------- -----------------
 * Инвестиционная цена рассчитана исходя из 7-летнего срока окупаемости и 4% годовых.
первоначальных инвестиций, направленных на ремонт, страхование и
налоги.В эти
цифры, а также не рассматриваются какие-либо налоговые льготы. Действующее налоговое законодательство
в состоянии непрерывного изменения. В настоящее время, если в хозяйстве используется метан,
применяется только инвестиционный налоговый кредит, в то время как метантенки, производящие газ
для продажи вне фермы может получить инвестиционный налоговый кредит, а также 3 доллара США за
Продано 5,8 млн БТЕ.

 

Можно также возразить, что во время обогрева необходимо использовать меньше газа. теплые месяцы.Но это несколько компенсируется тем, что наши оценки добычи газа основаны на идеальных условиях, и что все затраты на рабочую силу и прибыль не учитывались. Таким образом, кажется, неэкономично строить варочный котел в нашем примере. (Метан поколение будет более привлекательным для крупного животноводства единиц, которые обладают потенциалом значительной «экономии на масштабе» экономия.)

Таблица 7 была подготовлена, чтобы помочь вам рассмотреть влияние изменение процентных ставок и цен на топливо.В этой таблице представлены максимальные начальные вложения, которые можно было бы сделать, если бы вы рассчитывали заплатить для метантенка через 7 лет.

Промоторы коммерческих анаэробных варочных котлов иногда добавляют другие экономические выгоды для уравновешивания более крупных инвестиций. Один пример — присвоить сброженному осадку значение либо как корм, либо как удобрение. Сообщается, что питательная ценность ила достигает 100 долларов за тонну сухих твердых веществ варочного котла (цена 1980 г.). Некоторые сторонники утверждают, что ценность корма в десять раз больше, чем стоимость добытого газа.Однако в настоящее время немногие фермеры Индианы желают или могут скармливать отходы варочного котла своему скоту.

Другой способ — зачислить удобрение в варочный котел. стоимость отходов животноводства. Это удобрение составляет около 1 цента. на галлон стоков метантенка (цена 1980 г.), что составляет 1,5 раз больше топливной ценности метана. Однако следует отметить, что ценность удобрений будет присутствовать, даже если отходы не пройдут через варочный котел, что делает этот кредит довольно сомнительным.

Кроме того, все варочные котлы требуют некоторого управления и трудозатрат для контролировать процесс. Успешная работа для типичного фермерского хозяйства для варочного котла потребуется минимум 1-2 часа в день для мониторинга, загрузка, разгрузка и выполнение общего обслуживания — некоторые системы даже больше!

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ПРОИЗВОДСТВЕ МЕТАНА

Несколько частных организаций и частных лиц написали о принцип и практика производства метана.Следующий список должен быть полезен тем, кто хочет получить больше информации.

1. Рам Букс Сингх, «Биогазовая установка, производящая метан из органических Отходы. «70 страниц. Доступно за 6 долларов США в компании Gobar Gas Research. Станция, Аджитмал (Этава), Верхний Прадеш, Индия.

2. Ле Ауэрбах, Уильям Ольковски и Бен Кац, «Руководство по дому» Производство метана ». Доступен за 5 долларов США в Les Auerbach, 242 Copse. Road, Мэдисон, Коннектикут 06442.

3.«Управление отходами животноводства с контролем загрязнения». MWPS-19. Публикация Северо-Центрального регионального исследования 222. Июнь, г. 1975. Служба планирования Среднего Запада, Департамент сельскохозяйственной инженерии, Университет штата Айова, Эймс, IA 50011, относительно наличия и Стоимость.

4. Р. Дуглас Крейс. «Восстановление побочных продуктов из отходов животноводства». А Обзор литературы, EPA-600 / 2-79-142, август 1979 г., National Technical Информационная служба, Спрингфилд, Вирджиния 22161.

Благодарность

Авторы выражают признательность Дэвиду Х.Бач и Джордж Ф. Патрик из Департамента экономики сельского хозяйства Purdue Университет за их обзоры и предложения по экономическим аспектам это издание.

Новый 9/80

Совместная работа по распространению сельскохозяйственных знаний и домоводства, штат Индиана, Университет Пердью и Сотрудничает с Министерством сельского хозяйства США; HA. Уодсворт, директор, Западный Лафайет. В. Выдается в исполнение актов 8 мая и 30 июня 1914 г.Кооперативная консультативная служба Университета Пердью является институт равных возможностей / равного доступа.

Что такое природный газ? — Определить природный газ | Решение для природного газа

Чтобы дать определение природному газу, мы должны понимать, из чего он состоит, помимо понимания того, что он исходит от природы. Природный газ состоит из смеси четырех газов природного происхождения, каждый из которых имеет разную молекулярную структуру. Эта смесь состоит в основном из метана, который составляет 70-90% природного газа, а также этана, бутана и пропана.Эти газы являются результатом сжатого тепла и давления умерших животных, похороненных глубоко под поверхностью Земли на протяжении миллионов лет.

Природный газ добывается из недр Земли путем бурения скважин на природный газ и нефтяных скважин. После извлечения газ объединяется с жидкостью, называемой сырой нефтью — так мы можем преобразовать природный газ в повседневную энергию.

Зачем нужен природный газ?

Природный газ — полезный источник природной энергии, обладающий преимуществами по сравнению с другими источниками энергии, такими как:
• меньшее количество примесей
• менее сложный химический состав
• сжигание приводит к меньшему загрязнению
• производит меньше углекислого газа (который является основным парниковым газом) , диоксид серы (первичный предшественник кислотных дождей), оксиды азота (первичный предшественник смога) и твердые частицы (влияет на здоровье и видимость), чем другие источники энергии
• доступный
• надежный, то есть доступный для добычи.

Природный газ также является экологически чистым источником энергии в следующих случаях:
• производство удобрений для этанола
• производство электроэнергии для домов и предприятий
• транспортировка по суше и морю
• производство электроэнергии
• производство метана для получения водорода
• используется в большинстве наших производственных продуктов.

Где природный газ?

Внутренняя добыча природного газа за последние несколько лет выросла более чем на 20%, и в настоящее время Америка является ведущим производителем газа в мире.Подсчитано, что у Америки есть запасы природного газа как минимум на 100 лет. Больше всего природного газа в штатах, включая Техас, Пенсильванию и Оклахому.

Интересные факты о природном газе

• Природный газ не имеет запаха, цвета, огнеопасен и нетоксичен.
• Природный газ был впервые обнаружен, когда от молнии загорелся газ, который просачивался из-под земли на Ближнем Востоке между 6000 и 2000 годами до нашей эры.
• В 1626 году в Америке был обнаружен природный газ, когда французские исследователи обнаружили у коренных американцев воспламеняющиеся газы, которые просачивались из озера Эри.
• Искусственный вулкан извергается перед отелем MGM Mirage в Лас-Вегасе каждый час по вечерам и заправляется природным газом с запахом пина-колады.

Природный газ — обзор

Свойства и использование

Типичные анализы газообразного топлива представлены в Таблице 4 с их теплотворной способностью. Они делятся на три отдельные группы. Прямые углеводороды, полученные из нефти, имеют очень высокую теплотворную способность в диапазоне от 9000 ккал / м ³ для газа, который в основном является метаном, почти в четыре раза больше, чем в случае, когда основным компонентом является бутан.Разница, конечно, в основном связана с плотностью: углеводород C ₄ примерно в четыре раза плотнее метана в газообразном состоянии. Выраженные в калориях на грамм, все эти цифры становятся аналогичными цифрам для жидкого топлива, бензина и керосина в таблице 5.

Промышленные газы, приготовленные с низким содержанием азота, имеют теплотворную способность около 3000–4000 ккал / м ³ и те, которые обычно называют «богатыми», чтобы отличить их от обедненного топлива с 50–60-процентным содержанием азота и теплотой сгорания около 1000 ккал / м. ³ .

Два важных взаимосвязанных свойства газообразного топлива (и жидкостей, сжигаемых после испарения) — это скорость распространения пламени и диапазон воспламеняемости , который ограничен верхним и нижним пределами воспламеняемости газовоздушных смесей, выраженными как объемный процент топливного газа. Скорость пламени зависит от энергии активации реакции горения и от способности выделяемого тепла на любой стадии повышать температуру следующей порции смеси до температуры воспламенения.Скорость пламени возрастает от нуля на нижнем пределе воспламеняемости до максимума, когда воздух ниже стехиометрической пропорции, и обратно до нуля на верхнем пределе. Ниже нижнего предела не хватает топлива, чтобы обеспечить тепло для повышения температуры избытка воздуха до необходимого уровня. Выше верхнего предела выделяемое тепло ограничивается подачей кислорода и не может нагревать избыток имеющегося топливного газа до температуры воспламенения. (См. Рис. 3.)

РИС. 3. Сравнение скоростей распространения пламени и пределов воспламеняемости для ряда газов, смешанных с воздухом.Обратите внимание, что фактическая измеренная скорость зависит от характеристик измерительного оборудования.

Углеводороды и особенно углеводороды с высоким содержанием углеводородов требуют очень больших объемов воздуха для сжигания одного объема газа. Следовательно, допустимы лишь небольшие избытки газа или воздуха, а диапазоны воспламеняемости этих газов низкие — 6–12% для метана и 4–9% для этана. С другой стороны, водороду для полного сгорания требуется всего лишь в 212 раз больше собственного объема воздуха.Его кинетика горения очень проста по сравнению с кинетикой сгорания углеводородов. В результате скорость пламени очень высока при благоприятных условиях, и могут переноситься большие избытки водорода или воздуха, диапазон воспламеняемости составляет около 8–70%. Окись углерода требует того же объема воздуха, что и водород. Скорость пламени намного ниже, чем у водорода, но диапазон воспламеняемости лишь немного уже — 17–70%. Дополнительный азот в генераторном газе увеличивает массу нагретых инертных газов, что снижает скорость пламени и диапазон воспламеняемости, последний примерно на 25-60%.Очевидно, что диапазон воспламеняемости будет расширен во всех случаях, если воздух будет обогащен кислородом. Фактические значения скорости пламени или пределов зависят от условий, в которых проводятся измерения, включая температуру, давление и конфигурацию используемого испытательного оборудования.

Либо предел воспламеняемости может быть оценен для смеси топливных газов с воздухом, применив правило Ле Шателье:

Предел для смеси = a + b + c +… a / A + b / B + c / C +…

, где a, b, c — объемные проценты каждого газа в газо-воздушной смеси, а A, B, C — пределы для соответствующих газов.

Эти свойства наиболее очевидно влияют на риск взрыва, поведение пламени, характеристики воспламенения и конструкцию горелки. Газообразное топливо не может быть обязательно заменено или смешано без некоторых корректировок оборудования или практики. Важным последствием этого в последнее время стала необходимость «переоборудовать» бытовые и промышленные газовые приборы для использования с природным газом. Это проводилось район за районом и улица за улицей по всей Великобритании и стоило немалых затрат.Модифицированные горелки должны были быть спроектированы для использования газа примерно с половиной объемной скорости (чтобы обеспечить более высокую теплотворную способность), но для подачи воздуха с удвоенной скоростью. Однако линейный расход газа необходимо было дополнительно уменьшить, чтобы учесть более низкую скорость распространения пламени и, где возможно, большее пространство, созданное для развития пламени. Даже между одним качеством природного газа и другим иногда приходится вносить коррективы. Иногда достаточно изменить давление нагнетания на несколько мбар, но даже эта операция не является легкомысленной.

Производственный газ и коксовый газ также нуждаются в совершенно разных устройствах не только из-за вышеупомянутых соображений, но и потому, что генераторный газ должен быть предварительно нагрет, чтобы обеспечить достаточно высокую температуру пламени, тогда как коксовый газ должен сжигаться холодным, потому что метан в нем будет трескаться при температуре температуры предварительного нагрева. На самом деле возможно некоторое перемешивание, и в прошлом газы часто смешивались для общественного пользования, причем характеристики горения регулировались путем поддержания подходящей высокой доли водорода в смеси.

Газ продолжает успешно конкурировать с нефтью и электричеством во многих отраслях промышленности. Он чистый и при необходимости может быть почти полностью очищен от серы. Для этого не требуются складские помещения, оборудование для подогрева или нагнетаемый пар, например масло. Газы могут гореть с чрезвычайной интенсивностью и могут давать очень высокие скорости нагрева, особенно если допускается конвективная передача тепла заряду. Развивается использование метана или пропана с кислородом в «топливных фурмах». Эти новые методы создают что-то вроде условий электрической дуги при сгорании газа.

Продукты сгорания газов являются транспортным средством для передачи отработанного тепла рекуператорам, и это их положительное преимущество перед электричеством. Газы также используются, только частично сжигаемые, в качестве восстановительной атмосферы в металлургических печах для предотвращения окисления или обезуглероживания сырья и даже в качестве восстановителей в процессах экстракции.

Использование газа для отопления бесчисленное множество, от отопления жилых домов до выплавки стали. Он также используется в качестве источника энергии в газовых двигателях, которые могут вырабатывать электричество или приводить в движение локомотивы.Он может принимать участие в металлургических реакциях или может использоваться как исходный водород, монооксид углерода или метан во многих тяжелых химических процессах. Нефтяная промышленность, безусловно, вторглась во многие заповедники газовой промышленности в последние годы, но похоже, что по мере роста экономики оба вида топлива будут потребоваться вместе еще долгое время.

Различные плюсы и минусы природного газа

Природный газ — одно из трех больших ископаемых видов топлива, на которых работает мир.В последние десятилетия были предприняты все большие усилия по отказу от угля и газа, когда дело доходит до обеспечения теплом и электроэнергией, поскольку они вызывают высокий уровень загрязнения. Запасы угля и природного газа также быстро истощаются. Природный газ — очевидный выбор для их замены в качестве основного источника энергии, но у использования природного газа есть много плюсов и минусов.

Сторонники обеих сторон, когда речь заходит о плюсах и минусах природного газа, склонны придерживаться только отдельных фактов, продвигая свою точку зрения.Настоящая научная оценка жизнеспособности источника энергии заключается в том, чтобы видеть обе стороны вместе. Природный газ мало чем отличается от дизельного топлива и бензина. Это продукт из ископаемого топлива и самого безопасного, чистого и наиболее используемого вида энергии в нашей повседневной жизни. Чтобы решить, насколько пригоден природный газ для производства электроэнергии, необходимо одновременно учитывать плюсы и минусы природного газа. .

Природный газ добывается вместе с угольными и нефтяными пластами. Он находится глубоко под землей и пробурен так же, как нефть.Он дешевле и чище, чем бензин, и производит меньше выбросов парниковых газов, чем его аналоги. Он полностью сгорает и его можно безопасно хранить.

Природный газ встречается двумя способами; сам по себе или в сочетании с маслом. Природный газ обладает уникальными характеристиками, в том числе бесцветным и без запаха, а также представляет собой смесь углеводородов. Хотя метан является основным углеводородом, содержащимся в природном газе, присутствуют и другие углеводороды, включая бутан, этан и пропан.

Когда природный газ добывается из-под земной коры, он может содержать множество примесей, включая нефть, диоксид углерода, серу, воду и азот.Перед доставкой природного газа в дома и на предприятия эти примеси обычно удаляются.

Природный газ возглавляет список наиболее используемых источников энергии, поскольку он легко воспламеняется и горит более чисто, чем другие виды энергии. Природный газ может быть использован в виде сжатого природного газа (CNG) или сжиженного нефтяного газа (LPG) .

Существует много способов измерения природного газа, но обычно используется гигаджоуль (ГДж), что эквивалентно миллиарду джоулей.Это стандартная метрическая система измерения тепла и энергии. Другие способы измерения природного газа включают Btu, что означает British Thermal Unit, и Mcf, что означает тысячу кубических футов.

Источники природного газа

Природный газ получают из ископаемого топлива, то есть из останков животных и растений, существовавших миллионы лет назад. Эти останки были засыпаны глубоко под поверхностью земли и подвергались воздействию тепла сжатия, обнаруженного под камнями и почвой внизу.Эти силы сжатия превратили останки животных и растений в природный газ.

Мы узнали, что природный газ находится в резервуарах под земной корой. Если газ пытается подняться на поверхность земли, слои скальных пород и почвы задерживают его. Обычно места скопления природного газа называются бассейнами. Однако в действительности молекулы газа задерживаются в небольших трещинах и отверстиях на протяжении всего образования породы

Плюсы природного газа (преимущества)

1.Меньше сажи

Природный газ всегда используется для уменьшения загрязнения окружающей среды по сравнению с другими ископаемыми видами топлива при его производстве, поскольку его побочные продукты находятся в газообразной форме. Он горит чище, чем бензин или дизельное топливо. Он выделяет на 45% меньше углекислого газа, чем уголь, и на 30% меньше, чем нефть, и поэтому оказывает меньшее воздействие на окружающую среду.

Природный газ превосходит другие ископаемые виды топлива, когда речь идет о чистом сжигании. Поскольку процесс сжигания природного газа почти на должном уровне, количество побочных продуктов, попадающих в окружающую среду, невелико.Кроме того, благодаря достижениям в технологиях значительно снизился уровень оксида азота — обычного загрязнителя, выбрасываемого природным газом. Голубое пламя, наблюдаемое в процессе сжигания природного газа, указывает на то, что газ горит идеально.

Использование природного газа устраняет любую потребность в подземном резервуаре для хранения, который устраняет риск загрязнения почвы, разливов нефти и незапланированной и дорогостоящей очистки окружающей среды. Если ваш резервуар для хранения находится над землей, использование природного газа снижает риск коррозии резервуара и разливов.Он также не токсичен, а это означает, что слабое или сильное воздействие не окажет никакого воздействия на человека.

2. Обильные поставки

Он широко распространен и доступен по всему миру. Только в США запасы природного газа, которые еще не были добыты, превышает триллион баррелей. Так же, как нефть и уголь, природный газ — это ограниченный источник, который необходимо беречь, чтобы быть жизнеспособным источником энергии. В ближайшие годы многие сайты ждут своего открытия.

3. Безопаснее и проще хранить

Природный газ намного безопаснее и его легче хранить по сравнению с другими ископаемыми видами топлива.По этой причине он возглавляет список самых эффективных источников энергии для производства электроэнергии и отопления.

Природный газ предлагает множество способов хранения, например, он может храниться в резервуарах над землей в жидкой форме или под землей, как в подавляющем большинстве домов в Соединенных Штатах.

Однако типичный модуль хранения в более крупных США находится на месторождениях нефти или истощенного природного газа, расположенных поблизости от центров потребления. Относительно легко преобразовать газовое месторождение из начальной добычи в прямое хранение, поскольку можно использовать существующие скважины, соединения трубопроводов и системы сбора.

3. Инфраструктура на месте

Технология производства природного газа уже существует, так как она используется для использования ископаемого топлива. Знакомство с современными технологиями позволяет нам таким же образом использовать природный газ. Он широко используется для производства электроэнергии и тепла.

4. Дешевле

Автомобили, работающие на природном газе, намного более энергоэффективны, как и другие двигатели, работающие на нем, что делает их более дешевыми в эксплуатации. Учитывая, что большинство двигателей в мире всех типов работают на газе, стоимость их преобразования или замены непомерно высока.Это наиболее часто используемое топливо в домах для отопления и приготовления пищи.

Цена на природный газ почти всегда остается постоянной, даже когда цены на бензин резко возрастают. Например, когда цена на бензин превысила 4 доллара за галлон, цена на природный газ оставалась на уровне 2 доллара за галлон. Закон спроса и предложения не всегда существенно влияет на цены на природный газ.

Благодаря технологическому прогрессу природный газ стал еще дешевле; Показательный пример: сланцевая компания, поставляющая газ в США.S. намного дешевле, чем любая газовая компания. При такой низкой цене на газ он спонсирует многочисленные автотранспортные компании, которые переходят на природный газ вместо дизельного топлива.

5. Транспорт

Природный газ можно легко транспортировать судами, танкерами и трубопроводами. Он легче и легче транспортировать с точки зрения выбросов углекислого газа. Это делает природный газ жизнеспособным вариантом для использования в жилых домах. Одним из основных преимуществ природного газа является то, что он используется для производства пластмасс, химикатов, удобрений и водорода.

6. Минимизирует зависимость от постороннего масла

Большинство стран требуют выкупа из-за чрезмерной зависимости от иностранной нефти. Природный газ является надежной альтернативой, поскольку он может приводить в действие транспортные средства, а также использоваться для выработки электроэнергии в дополнение к другим источникам ископаемого топлива.

Минусы природного газа (недостатки)

1. Легковоспламеняющиеся

Природный газ — легковоспламеняющееся вещество, которое может нанести значительно больший ущерб в случае аварии.Утечки природного газа могут вызвать возгорание или взрывы, если с ними не обращаться осторожно. Он бесцветный, безвкусный и без запаха и не может быть обнаружен по запаху, если к нему не добавлен одорант.

Поскольку природный газ легко воспламеняется, неправильное обращение может привести к серьезным взрывам. Этот фактор заставил людей уклоняться от использования его в транспортных средствах. Основная проблема с природным газом заключается в том, что он не имеет запаха и утечки невозможно обнаружить, если в него не был добавлен какой-либо одорант.

Именно по этой причине сжиженный нефтяной газ (газ, используемый в бытовых целях) наполнен пахучими веществами, поэтому в случае утечки легко обнаружить и принять соответствующие меры.Он также встречается в газообразной форме, что делает его более трудным в обращении по сравнению с маслом.

2. Выбросы парниковых газов

При сжигании природного газа он выделяет в атмосферу углекислый газ, окись углерода и другие углеродные соединения. Эти газы переносят углерод с земли в атмосферу, тем самым способствуя парниковому эффекту. Хотя страны, которые выбрасывают больше всего углекислого газа, активизировали усилия по минимизации выбросов, реальных шагов еще предстоит предпринять.